电力电子器件半控型器件
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1.1不可控器件电力二极管功率二极管是开通与关断均不可控的半导体开关器件,其电压、电流定额较大,也称为半导体电力二极管。
1.2功率二极管的结构和工作原理与普通二极管相比,工作原理和特性相似,具有单向导电性。
在面积较大的PN 结上加装引线以及封装形成,主要有螺栓式和平板式。
1.3功率二极管的基本特征1) 静态特性主要指其伏安特性1.门槛电压U TO,正向电流I F开始明显增加所对应的电压。
2.与I F对应的电力二极管两端的电压即为其正向电压降U F。
3.承受反向电压时,只有微小而数值恒定的反向漏电流。
2) 动态特性功率二极管通态和断态之间转换过程的开关特性。
1.二极管正向偏置形成内部PN结的扩散电容。
此时突加反向电压,二极管并不能立即关断。
当结电容上的电荷复合掉以后,二极管才能恢复反向阻断能力,进入截止状态。
2.二极管处于反向偏置状态突加正向电压时,也需要一定的时间,才会有正向电流流过,称为正向恢复时间。
1.4功率二极管的主要参数1.额定正向平均电流I F(AV)——在规定的管壳温度和散热条件下,功率二极管长期运行时允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。
2.反向重复峰值电压U RRM——功率二极管反向所能承受的重复施加的最高峰值电压。
3.正向管压降U F——功率二极管在规定的壳温和正向电流下工作对应的正向导通压降。
4.最高允许结温T jM——结温(T j)是管芯PN结的平均温度,最高允许结温(T jM)是PN结正常工作时所能承受的最高平均温度。
1.5功率二极管的主要类型1) 普通二极管(General Purpose Diode ) 又称整流二极管(Rectifier Diode )多用于开关频率不高(1kHz 以下)的整流电路其反向恢复时间较长正向电流定额和反向电压定额可以达到很高2) 快恢复二极管(Fast Recovery Diode ——FRD )简称快速二极管 快恢复外延二极管(Fast Recovery Epitaxial Diodes ——FRED ),其t rr 更短(可低于50ns ), U F 也很低(0.9V 左右),但其反向耐压多在1200V 以下。
第一章 电力电子器件1、电力电子器件一般工作在( 开关状态 ) 。
2、按照器件能够被控制电路信号所控制的程度,分为以下三类: ( 半控型器件)、(全控型器件)、(不可控器件)。
3、半控型电力电子器件控制极只能控制器件的( 导通 ),而不能控制器件的( 关断 )4、电力二极管的主要类型有( 普通二极管 ),( 快恢复二极管 )和(肖特基二极管)5、晶闸管的三极为( 阳极 )、 ( 阴极 )、( 门极 )。
6、晶闸管是硅晶体闸流管的简称,常用的外形有( 螺栓型 )与( 平板型 )。
7、晶闸管一般工作在( 开关 )状态。
晶闸管由( 四 )层半导体构成;有( 3 )个PN 结。
8、晶闸管的电气符号是A AG G K Kb)c)a)A GK K G A P 1N 1P 2N 2J 1J 2J 3 。
9、晶闸管导通的条件是在 ( 阳 )极加正向电压,在 ( 门 )极加正向触发电压。
10、给晶闸管阳极加上一定的( 正向 )电压;在门极加上( 正向门极 )电压,并形成足够的( 门极触发 )电流,晶闸管才能导通。
11、晶闸管的非正常导通方式有 ( 硬导通 ) 和 ( 误导通 ) 两种。
12、晶闸管在触发开通过程中,当阳极电流小于( 擎住 )电流之前,如去掉( 触发 )脉冲,晶闸管又会关断。
13、要使晶闸管重新关断,必须将( 阳极 )电流减小到低于( 维持 )电流。
14、同一晶闸管,维持电流I H 与掣住电流I L 在数值大小上有I L ( 大于 )I H 。
15、晶闸管的额定电流是指( 平均 )值;。
16、由波形系数可知,晶闸管在额定情况下的有效值电流I T 等于( 1.57 )倍I T (AV ),如果I T (AV )=100安培,则它允许的有效电流为( 157 )安培。
通常在选择晶闸管时还要留出 (1.5~2 )倍的裕量。
17、型号为KP100-8的晶闸管表示其额定电压为 ( 800 ) 伏额定有效电流为( 100 ) 安。
电力电子技术(区分)电力电子器件按照控制特性分类:1)不可控型器件(不具有开关性能):功率二极管;2)半控型器(只能控制导通不能控制其关断):晶闸管及其大部分晶闸管派生器件;3)全控型器件(既能控制导通又能控制其关断):可关断晶闸管、双极型功率晶体管、功率场效应晶体管和绝缘栅双极晶体管等。
变换器按照电能变换功能分为:1)交流—直流变换器(AD-DC Converter);2)直流—交流变换器(DC-AD Converter);3)交流—交流变换器(AD-AD Converter);4)直流—直流变换器(DC-DC Converter)。
晶闸管导通需要具备的条件:1)在晶闸管的阳极与阴极之间加上正向电压(即在阳极加正向电压);2)在晶闸管的门极与阴极之间加上正向电压和电流(即在门极加正控制信号)。
区分维持电流和擎住电流:1)维持电流I H:在室温和门极断路时,晶闸管已经处于通态后,从较大的通态电流降至维持通态所必需的最小阳极电流。
2)擎住电流I L:晶闸管从断态转换到通态时移去的触发信号之后,要保持器件维持通态所需要的最小阳极电流。
对于同一个晶闸管来说,通常擎住电流为维持电流的(2~4)倍。
晶闸管的通态平均电流I T(AV)和正弦电流最大值I m之间的关系:I T(AV)= ;正弦半波电流的有效值I T:I T= 。
绝缘栅双极型晶体管IGBT兼有MOSFET的快速响应、高输入阻抗和BJT的低通态压降、高电流密度的特性。
由栅极电压来控制IGBT的导通或关断。
晶闸管对驱动电路的基本要求:1)驱动信号可以是交流、直流或脉冲;2)驱动信号应有足够的功率;3)驱动信号应有足够的宽度和陡度。
晶闸管串联时必须解决其均压问题,均压包括静态均压和动态均压两种。
器件的容量从高到低的顺序:SCR、GTO、IGBT、BJT、功率MOSFET;器件的频率从高到低的顺序:功率MOSFET、IGBT、BJT、GTO、SCR。
第二章:触发角a也称触发延迟角或控制角,是指晶闸管从承受电压开始到导通之间角度。
电力电子器件分类?按电力电子开关器件可控性分类:不可控件、半可控件、全控性器件。
电力电子控件很多,所谓半控件指只能控制开启,不能控制关断;全可控件即可以控制开启,也可控制关断。
搞懂这些器件的特性和用途,对电子设备及产品的维修极为重要,小编总结了一下,希望能给大家一些帮助。
特性对比表一、晶闸管1、别名:可控硅是一种大功率半导体器件,常用做交流开关,触发电流>50毫安2、特点:体积小、重量轻、无噪声、寿命长、容量大、耐高压、耐大电流、大功率3、主要应用领域:整流、逆变、变频、斩波(直流-直流)单向可控硅双向可控硅BTA06-600C、BTA12-600B、BTA16-600B、BTA二、MOS(MOSFET)管1、作用:MOS管多被用作电子开关,用在控制回路中控制负载的通断。
栅极有电容效应,即使断开了电源,栅极上可能仍保持着电压。
2、特性:MOSFET高输入阻抗、驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。
N沟道开启电压一般在2~4V;P沟道开启电压一般在-2~-4V。
3、辨别NNOS、PMOS方法:借助寄生二极管来辨别。
将万用表档位拨至二极管档,红表笔接S,黑表笔接D,有数值显示,反过来接无数值,说明是N沟道;若情况相反是P沟道。
4、应用领域:步进马达驱动、电钻工具、工业开关电源、新能源领域、光伏逆变、充电桩、无人机、交通运输领域、车载逆变器、汽车HID安定器、电动自行车、绿色照明领域、CCFL节能灯、LED照明电源、金卤灯镇流器。
Trench /SGT /Super Junction MOSFETMOS管工作原理三、IGBT1、名称:绝缘栅双极型晶体管,是MOS管和三极管的结合体,主要作用是逆变和变频,俗称电力电子装置的“CPU”。
2、特点:兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点,驱动功率小而饱和压降低。
呈7大特性:1、80%IGBT带阻尼二极管,且可以替代不带阻尼管使用;2、可以理解为大功率三极管和场效应管组成,但不能简单代替使用;3、检测方式可以是蜂鸣档,也可以是二极管档位;4、继承了场效应管的高阻抗和三极管的高反压的优点,耐电压、耐电流,低功耗;5、应用范围管:电流10-3300A、电压600-6500V、工作频率10-30Kh;6、可做高速开关使用;7、启动电压低3V左右,饱和导通电压较高为5-15V。